Reflexionsfreier elektrischer Kondensator, insbesondere kleiner Kapazität,
für hohe Frequenzen Gegenstand der Erfindung ist ein neuer kleiner Kondensator für
kleine Kapazitätswerte. Als Festkondensatoren für diesen Zweck werden .heute hauptsächlich
die sogenannten Flachkondensatoren verwendet, die aus einer kleinen Scheibe aus
verlustarmem Dielektrikum mit metallischen Belegungen bestehen. Diese bekannten
Kondensatoren weisen gewisse Nachteile auf, die sich besonders unangenehm bemerkbar
machen, wenn Kapazitätswerte von i pF unterschritten werden sollen. In diesem Fall
muß man, sofern man die übliche Flachform beibehalten will, entsprechend der Formel
für den Plattenkondensator:
s,. = Dielektrizitätskonstante, F = Fläche der Beläge, a = Abstand der Beläge oder
Dicke des Dielektrikums) entweder a vergrößern oder F durch Verringerung von d (Durchmesser)
verkleinern oder schließlich e,. herabsetzen. Der erste Weg und auch der zweite,
wenn auch wegen des quadratischen Gesetzes nicht in gleich starkem Maße, führen,
insbesondere bei Verwendung eines Dielektrikums mit hohem s,. dazu, daß der Abstand
a in die Größenordnung des Durchmessers d kommt. Dann gilt aber die Formel für den
Plattenkondensator auch nicht mehr annäherungsweise, sondern die Feldlinien verlaufen
zu einem großen Teil durch die Luft. Das gleiche ist auch der Fall, wenn man den
dritten Weg einschlägt und statt einer Verkleinerung des Durchmessers d und einer
Vergrößerung des Abstandes a die Dielektrizitätskonstantee, herabsetzt. In jedemFall;,
auch wenn man alle drei Wege zugleich einschlägt; wird das Streufeld unzulässig
hohe Werte annehmen.
Ein zweiter allgemeiner Nachteil dieser Flachkondensatoren,
der auch für größere als die bisher genannten Kapazitätswerte gilt, besteht in der
Reflexionswirkung der Platten im Ultrakurzwellen-, insbesondere aber im Dezimeter-
und Zentimeterwellengebiet. Erwähnenswert ist auch ein dritter Nachteil, der darin
besteht, daß bei einem Einbau des Kondensators an Stellen, wo es auf möglichst kurze
Verbindungen ankommt, wie das beim Arbeiten mit sehr hohen Frequenzen sehr oft der
Fall ist, die Löststellen des Kondensators erfahrungsgemäß leicht leiden oder sogar
beschädigt werden, und somit der ganze Kondensator wertlos wird. Die beabsichtigte
Raumersparnis ist also in vielen Fällen nur eine scheinbare. Die gleichen Nachteile
haben mehr oder weniger stark auch die sogenannten Hütchenkondensatoren. Der vorliegende
neue Zylinderkondensator weist diese Nachteile nicht auf. Seine Wirkungsweise ist
an Hand der Fig. i bis .1. (schematische Darstellungen), die beispielsweise Ausführungsformen
darstellen, erläutert. Auf einem zylindrischen Körper a aus einem verlustarmen Material
hoher Dielektrizitätskonstante befinden sich zwei metallische Belegungen b, c, die
zusammen mit dem Dielektrikuma den Kondensator bilden. Das elektrische Feld des
Kondensators verläuft wegen der hohen Dielektrizitätskonstante so gut wie ganz im
Dielektrikum, d. h. das Streufeld ist praktisch nicht vorhanden.Reflection-free electrical capacitor, in particular a small capacitance, for high frequencies The invention relates to a new, small capacitor for low capacitance values. The so-called flat capacitors, which consist of a small disk of low-loss dielectric with metallic coatings, are mainly used as fixed capacitors for this purpose. These known capacitors have certain disadvantages which are particularly noticeable when capacitance values of i pF are to be undershot. In this case, if you want to keep the usual flat shape, you have to use the formula for the plate capacitor: s ,. = Dielectric constant, F = area of the coverings, a = distance between coverings or thickness of the dielectric) either increase a or reduce F by reducing d (diameter) or finally e ,. reduce. The first way and also the second, although not to the same degree because of the law of the square, lead, especially when using a dielectric with a high s. to the fact that the distance a comes in the order of magnitude of the diameter d. Then, however, the formula for the plate capacitor no longer applies approximately, but rather the field lines run through the air to a large extent. The same is also the case if one takes the third route and instead of reducing the diameter d and increasing the distance a, the dielectric constant is reduced. In any case, even if one takes all three paths at the same time; the stray field will assume impermissibly high values. A second general disadvantage of these flat capacitors, which also applies to capacitance values greater than those mentioned above, is the reflective effect of the plates in the ultra-short wave range, but especially in the decimeter and centimeter wave range. A third disadvantage is also worth mentioning, which is that when the capacitor is installed in places where connections are as short as possible, as is often the case when working with very high frequencies, experience has shown that the loosening points of the capacitor easily suffer or can even be damaged, rendering the entire capacitor worthless. The intended saving of space is therefore only an apparent one in many cases. The so-called cap capacitors have the same disadvantages to a greater or lesser extent. The present new cylinder capacitor does not have these disadvantages. Its mode of operation is illustrated in FIGS. I to .1. (schematic diagrams) illustrating, for example, embodiments. On a cylindrical body a made of a low-loss material with a high dielectric constant there are two metallic coatings b, c which, together with the dielectric, form the capacitor. Due to the high dielectric constant, the electric field of the capacitor runs almost entirely in the dielectric, ie the stray field is practically non-existent.
Der zweite obengenannteNachteil einer Reflexion bei sehr kurzen Wellen
fällt naturgemäß bei den neuen Zylinderkondensatoren wegen ihrer Form, die sich
dem Leitungsdraht bzw. der Leitung weitgehend anpassen läßt, fort. Auch der dritte
Nachteil der Flachkondensatoren, der erst bei ihrem Einbau zu Tage tritt und sich
oft störend bemerkbar macht, ist bei den Zylinderkondensatoren vermieden, da sich
an den Anschlußstelien der Leitungen am Kondensator jederzeit einwandfreie, elektrisch
stoßstellenfreie Lötungen ergeben, die praktisch die eigentlichen Kondensatorbeläge
ungestört lassen.The second disadvantage of very short wave reflection noted above
falls naturally with the new cylinder capacitors because of their shape, which
the wire or the line can largely be adapted, continues. The third too
Disadvantage of flat capacitors, which only comes to light when they are installed
often annoying is noticeable in the case of the cylinder capacitors, because
Electrically flawless at all times at the connection points of the lines on the capacitor
joint-free soldering results, which practically form the actual capacitor coatings
leave undisturbed.
Naturgemäß läßt die Erfindung eine Reihe -von Abwandlungen zu, die
aber an dem Grundgedanken nichts ändern. So kann beispielsweise der zylin-. drische
Körper aus Gründen der Fertigung als Rohr ausgebildet werden, wobei die Belegungen
statt außen auch innen liegen können (s. Fig.2). Ferner kann die Ausführung gemäß
Fig. i dahingehend abgeändert werden, daß an den Stirnseiten des Zylinderkondensators
statt der Bohrungen der Durchmesser etwas abgesetzt wird, und gemäß Fig. 3 Hülsen
d für den Lötanschluß aufgebracht werden. Das gilt insbesondere für Kondensatoren
mit kleinen Zylinderdurchmessern (s. Fig. 3 a). Für solche größeren Durchmessers
wird mit Hilfe der Hülsen in einfacher Weise eine noch bessere Anpassung zwischen
Kondensator- und Leitungsdurchmesser ermöglicht (s. Fig. 3b). Es ändert auch
nichts an dem Erfindungsgedanken, wenn der stabförmige Körper keinen runden Querschnitt
erhält, ferner, wenn die zwischen den Metallbelägen frei liegende Fläche des Dielektrikums
entweder schräg zur Zylinderachse verläuft oder auch unter Verwendung einer Längsnut
nicht geschlossen ist. Ferner können auf diese Weise natürlich mehrere in Reihe
oder parallel geschaltete Kondensatoren auf einem zylindrischen Körper untergebracht
werden. Es lassen sich auch Anordnungen ersinnen, bei denen der Grundgedanke der.
Erfindung auf veränderliche Kondensatoren angewendet wird. Die Fig. 4 zeigt schematisch
eine beispielsweise Ausführungsform, bei der der eine Kapazitätsbelag e als Hülse
in irgendeiner an sich bekannten Weise. z. B. mikrometrisch, auf dem Dielektrikum
a gegenüber dem feststehenden Belag b verschiebbar ist.Naturally, the invention allows a number of modifications, which, however, do not change the basic idea. For example, the cylinder. Dric bodies are designed as a tube for reasons of production, the assignments can also be inside instead of outside (see Fig. 2). Furthermore, the embodiment according to FIG. I can be modified in such a way that instead of the bores, the diameter is offset somewhat on the end faces of the cylinder capacitor, and sleeves d for the solder connection are applied according to FIG. This applies in particular to capacitors with small cylinder diameters (see Fig. 3a). For such larger diameters, an even better match between the condenser and line diameters is made possible in a simple manner with the aid of the sleeves (see FIG. 3b). It also does not change the idea of the invention if the rod-shaped body does not have a round cross-section, and if the surface of the dielectric exposed between the metal coatings either runs obliquely to the cylinder axis or is not closed using a longitudinal groove. Furthermore, several capacitors connected in series or in parallel can of course be accommodated on a cylindrical body in this way. Arrangements can also be devised in which the basic idea of. Invention is applied to variable capacitors. FIG. 4 shows schematically an exemplary embodiment in which one capacitance layer e is used as a sleeve in any manner known per se. z. B. micrometric, on the dielectric a relative to the fixed covering b is displaceable.
Das Anwendungsgebiet der vorliegenden neuen Kondensatoren ist naturgemäß
äußerst vielseitig. Außer den bereits erwähnten Verwendungszwecken bei sehr hohen
Frequenzen sind sie hervorragend für Kettenleiter und dielektrische Leitungen geeignet,
ferner wegen ihrer Präzision und äußersten Konstanz zur Artwendung als Normalien
sowie allgemein für Meßzwecke und "'#,bgleicliungen.The field of application of the present new capacitors is natural
extremely versatile. Except for the already mentioned uses at very high
Frequencies, they are ideally suited for chain conductors and dielectric lines,
furthermore because of their precision and extreme constancy to the turning of species as normals
as well as in general for measuring purposes and "'#, equations.
Naturgemäß können Zylinderkondensatoren mit kleinen Durchmessern in
den Figuren nicht deutlich dargestellt werden. Es sei daher bemerkt, daß die Zylinderkondensatoren
für kleine Kapazitätswerte sehr kleine Durchmesser bis herab zu größenordnungsmäßig
i mm haben können.Cylinder capacitors with small diameters in
are not clearly shown in the figures. It should therefore be noted that the cylinder capacitors
for small capacitance values, very small diameters down to the order of magnitude
i mm can have.